Мартенситностареющие стали


Мартенси́тностареющие стали (также мараге́новые стали, англ. maraging steel) — стали (сплавы железа), которые обладают очень большой прочностью и вязкостью без потери пластичности, хотя не могут быть хорошими материалами для лезвий. Эти стали представляют собой особый класс низкоуглеродных сверхпрочных сталей, обладающих таким свойством не из-за углерода, а из-за оседания интерметаллических соединений в процессе остаривания. Основной легирующий элемент — никель — составляет от 15 до 25 % (по массе)[1]. Для получения интерметаллических осадков добавляются вторичные легирующие металлы, такие как кобальт, молибден и титан[1]. Первоначально производились стали с 20 и 25 % никеля (по массе), к которым были добавлены алюминий, титан и ниобий; рост цен на кобальт в конце 1970-х годов привёл к развитию не содержащих кобальта мартенситностареющих сталей[2].

Обычные ржавеющие виды стали содержат 17—19 % никеля, 8—12 % кобальта, 3—5 % молибдена и 0,2—1,6 % титана (% по массе, каждый). Добавление хрома делает стали устойчивыми к коррозии. Также хром повышает прокаливаемость, поскольку в этом случае требуется меньше никеля. Высокохромистые высоконикелевые стали, как правило, аустенитны и не могут переходить в мартенсит при термической обработке, тогда как низконикелевые стали обладают таким свойством. Другие варианты низконикелевых мартенситностареющих сталей основаны на сплавах железа и марганца с незначительными добавками алюминия, никеля и титана, в них доля марганца составляет 9—15 % от железа (по массе)[3]. Марганец оказывает такое же действие, как никель, то есть стабилизирует аустенитную фазу. Следовательно, в зависимости от содержания марганца, железо-марганцевые мартенситностареющие стали могут быть полностью мартенситными после их охлаждения из высокотемпературной аустенитной фазы, либо оставаться в аустените[4]. Последний эффект позволяет разрабатывать мартенситностареющие ПНП-стали[5].

Из-за низкого содержания углерода мартенситностареющие стали хорошо обрабатываются. До остаривания они также могут быть подвергнуты холодной прокатке. Мартенситностареющие стали хорошо свариваются, но после сварки должны быть вновь подвергнуты остариванию для восстановления исходных свойств.

При термообработке металл расширяется на незначительную величину, и поэтому при его обработке расширение часто не учитывают. Из-за высокого содержания легирующих добавок сталь обладает высокой прокаливаемостью. Поскольку при охлаждении образуются пластичные мартенситы, трещины отсутствуют, либо незначительны. Стали могут быть азотированы для увеличения твёрдости и последующей полировки поверхности.

Нержавеющие виды мартенситностареющей стали имеют среднюю устойчивость к коррозии. Коррозионная стойкость может быть увеличена путём плакирования кадмием или фосфатирования.